상피세포 성장인자(Epidermal Growth Factor, EGF)는 세포 분열을 자극하고 의약적 용도가 다양하다. EGF는 3개의 이황화 결합을 갖고 불용성으로, 대장균에서 고효율 발현에 대한 연구가 잘 이루어지지 않았다. EGF 유전자를 작은 유비퀴틴 관련 유전자(small ubiquitin-related modifier gene, SUMO)와 결합하고 DE3 대장균에서 발현시켰다. IPTG (Isopropyl-${\beta}$-D-Thiogalactopyranoside)로 유도하여 대장균 세포 단백질의 38.9%로 융합단백질이 발현되었고, Ni-NTA 친화성 크로마토그래피로 분리하였다. 그 후 유비퀴틴 분해효소반응으로 융합단백질에서 EGF를 얻은 후 다시 Ni-NTA 크로마토그래피로 분리 하였다. 최종적으로 정제된 EGF의 순도는 HPLC로 분석하였으며, 98%이상의 순도를 얻을 수 있었다.
Bacillus circulans의 endo-$\beta$-1,3-1,4-glucanase유전자를 발현 vector pQE30에 삽입시키고 E. coli Ml5에서 발현시켜 효소를 생산.정제하였다. 생산된 endo-$\beta$-1,3-1,4-glucanase는 nickel-nitrilotriacetic acid (Ni-NTA) metal-affinity chromatography 과정을 거쳐 단일 단백질로 정제되었다. 정제된 효소의 분자량은 SDS-PAGE 전기영동법으로는 28 kDa이었다. 효소 최적 활성 pH와 온도는 각각 pH 6.8과 $60^{\circ}C$였다. 이 효소는 pH 5.5~7.5와$55^{\circ}C$ 이하의 온도에서 안정하였다. 또한 본 효소는 여러 가지 금속 이온에 의해 대부분의 활성이 억제되었고, 특히 $Hg^{2+}$에서는 강하게 효소 활성이 저해됨을 보였다. 유기 용매에 대한 활성은 10%의 methanol이나 ethanol, isopropanol, 1-butanol 에 대하여 모두 낮은 활성을 나타내었다.
Amin, Aatif;Sarwar, Arslan;Saleem, Mushtaq A.;Latif, Zakia;Opella, Stanley J.
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제29권2호
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pp.274-282
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2019
Mercury-resistant ($Hg^R$) bacteria were isolated from heavy metal polluted wastewater and soil collected near to tanneries of district Kasur, Pakistan. Bacterial isolates AZ-1, AZ-2 and AZ-3 showed resistance up to $40{\mu}g/ml$ against mercuric chloride ($HgCl_2$). 16S rDNA ribotyping and phylogenetic analysis were performed for the characterization of selected isolates as Bacillus sp. AZ-1 (KT270477), Bacillus cereus AZ-2 (KT270478) and Bacillus cereus AZ-3 (KT270479). Phylogenetic relationship on the basis of merA nucleotide sequence confirmed 51-100% homology with the corresponding region of the merA gene of already reported mercury-resistant Gram-positive bacteria. The merE gene involved in the transportation of elemental mercury ($Hg^0$) via cell membrane was cloned for the first time into pHLV vector and transformed in overexpressed C43(DE3) E. coli cells. The recombinant plasmid (pHLMerE) was expressed and the native MerE protein was obtained after thrombin cleavage by size exclusion chromatography (SEC). The purification of fusion/recombinant and native protein MerE by Ni-NTA column, dialysis and fast protein liquid chromatography (FPLC/SEC) involved unfolding/refolding techniques. A small-scale reservoir of wastewater containing $30{\mu}g/ml$ of $HgCl_2$ was designed to check the detoxification ability of selected strains. It resulted in 83% detoxification of mercury by B. cereus AZ-2 and B. cereus AZ-3, and 76% detoxification by Bacillus sp. AZ-1 respectively (p < 0.05).
박테리오 파아지 T7 RNA 중합효소는 어떤 전사인자도 관여하지 않는 간단한 시스템으로 파아지 RNA 중합효소와 전사촉진제만의 단백질-DNA 상호작용에 의해 전사가 진행된다. T7 파아지의 숙주 세포의 파괴에 관여하는 T7 파아지 lysozyme은 전사를 억제하고, 전사종결에 영향을 미친다. 따라서 T7 파아지 lysozyme 유전자를 대장균 발현 벡터에 삽입하여 pT7lys를 얻었고, 발현시켜 Ni-NTA column chromatography로 순수 분리하였다. T7 파아지 lysozyme은 SDS-gel에서 단일 밴드로 확인하였으며, amidase 활성 역시 확인하였다. 염기서열 특이적 전사 종결에 미치는 T7 파아지 lysozyme의 역할을 알아보기 위하여, rrnB T1 전사종결 인자 부근에서의 전사연장 복합체 제조에 미치는 T7 파아지 lysozyme의 영향력을 조사하였다. 이 결과 T7 파아지 lysozyme 존재 하에 형성되는 전사연장 복합체는 불안정함을 알 수 있었다.
면역 유도된 천잠(Antheraea yamamai) 유충에서 cecropin-A 유전자를 분리하였고 이 유전자를 Ay-CecA로 명명하였다. 전체 Ay-CecA cDNA 크기는 419 bp로 64개의 아미노산 잔기를 인코딩하는 195 bp ORF로 구성되어 있다. 천잠 CecA 유전자는 22개 잔기의 signal peptide, 4개 잔기의 propeptide 및 항균활성을 갖는 37개 잔기로 구성된 성숙 단백질(mature protein) 영역으로 구성되고 예상 분자량은 4046.81 Da으로 산출되었다. 천잠 CecA의 아미노산 서열은 다른 나비목 곤충에서 분리된 cecropin와 매우 높은 상동성(62 ~ 78%)을 나타냈다. Ay-CecA 유전자의 C말단에 기존에 보고된 곤충의 cecropin에서와 동일하게 C말단 아미드화를 위한 glycine 잔기가 존재하고 있다. 이 펩타이드의 항균활성을 검정하기 위해서 대장균 발현 시스템을 이용하여 활성이 있는 재조합 Ay-CecA 발현에 성공하였다. 발현 기주인 대장균에 대한 재조합 CecA 독성 중화를 위해서 불용성 단백질인 ketosteroid isomerase(KSI) 유전자를 CecA 유전자와 융합하였다. 융합 CecA-KSI 단백질은 대부분 불용성 단백질로 발현되었다. 발현된 융합단백질은 Ni-NTA immobilized metal affinity chromatography(IMAC)에 의해서 정제하였으며 CNBr 반응을 통하여 재조합 CecA를 절단하여 용출하였다. 최종적으로 양이온 교환 chromatography 과정을 통하여 CecA를 순수 정제하였다. 정제된 재조합 Ay-CecA는 그람음성균인 E. cori ML 35, Klebsiella pneumonia 및 Pseudomonas aeruginosa에 대해 매우 높은 항균활성을 나타냈었다. 따라서 본 연구 결과, 높은 항균활성 지닌 CecA는 천잠의 면역 반응에서 중요한 역할을 담당할 것으로 사료된다.
Mammaglobin은 uteroglobin 유전자와 상동성을 가지는 분비 단백질로 인체 유방암 조직에서 과발현된다. 이 단백질은 유방암의 진단, 전이 정도의 진단, 또는 수술 및 항암치료 후 재발 정도의 검색을 위한 하나의 표식자로 가능성을 갖는다. 본 연구는 mammaglobin 유전자를 클로닝하여, 대장균으로부터 발현하고, 발현된 mammaglobin 단백질을 분리하고, 분리된 단백질을 이용하여 항체를 생산하고, 분리된 항체가 mammaglobin에 대한 특이 반응을 갖는지를 확인하였다. 유방암 환자의 조직을 얻은 후 이 조직에서 RNA를 분리한다. 이 RNA로부터 RT-PCR법으로 mammaglobin 유전자를 클로닝하였다. 증폭된 유전자를 NcoI 과 XhoI으로 절단한 후 벡터에 끼워 넣은 후 대장균에 형질 전환시키고 DNA 염기 서열을 결정하였고, 기존의 mammaglobin 유전자의 염기서열과 비교한 결과 동일한 유전자임을 확인하였다. Mammaglobin의 세포 내 발현, 신호 펩타이드를 이용한 분비발현을 위해 pET30, pET20, pET32 벡터를 각각 이용하였다. 3개의 발현시스템으로부터 단백질이 과 발현됨을 확인할 수 있었다. pET30 벡터를 이용하여 성공적으로 발현된 mammaglobin 단백질을 분리할 수 있었다. Ni-NTA affinity chromatography에 이은 DEAE-ion exchange chromatography 분리 방법에 의해 수용성 발현 단백질인 thioredoxin-mammaglobin을 정제할 수 있었고 이 융합 단백질로부터 enterokinase를 이용하여 mammaglobin 단백질만을 분리하였다. 토끼에 분리된 mammaglobin을 complete adjuvant와 혼합하여 면역한 후 두 번 boosting하여 polyconal 항체를 얻었다. Westernblot immuno 분석을 한 결과 생산된 항체가 mammaglobin 단백질과 특이적 항원항체반응을 보임을 관찰하였다. 향후 이 항체를 이용하여 진단용 시약의 개발이나 항암제 개발 등을 위해 연구가 진행될 것이다.
Enoyl-Acyl Carrier Protein Reductase (Fabl) of bacteria is hem as an important target for new antibacterial drugs and plays a determinant role in completing cycles of elongation in type-H fatty acid synthase system. In this study, a fabI gene from Staphylococcus aureus 6538p cloned in pET-l4b vector and FabI protein was over-produced in Escherichaia coli BL2l (DE3). $NH_2$-terminal His-tagged FabI protein was purified by nickel-nitrilotriacetic acid (Ni-NTA) metalaffinity chromatography Purified 6xHis-tagged FabI showed a catalytic activity on tram - 2 - octenoyl - N -acethlcysteamine by utilizing NADPH as a cofactor. For the discovery of new FabI inhibitors from chemical libraries, a target-oriented screening system using a 96-well plate was developed. About 10,000 chemical libraries from Korea Chemical Bank wore tested in this screening system, and 26 chemicals (0.25%) among them showed an inhibitory activity against FabI enzyme. This result showed that a new screening system can be used for the discovery of new FabI inhibitors.
New cellulase genes, named as CelV2 and CelN1, respectively, were isolated from Erwinia carotovora ATCC15713 and expressed in E. coli. The CelV2 and CelN1 gene were PCR amplified with degenerated primers and PCR products were sequenced and expressed in E. coli. Two new cellulase genes showed 97% homologies with previously reported Erwinia cellulase genes. The recombinant cellulase were purified with Ni-NTA column chromatography and its enzymatic properties were characterized. The optimum temperature of two enzymes were about $50^{\circ}C$ degree and optimum pH were around pH7.0. The newly isolated celluase genes could be used for enhancing substrate range of alcohol-producing bacteria such as Zymomonas mobilis.
The psychrophilic bacteria Psychromonas arctica survives at subzero temperatures by having adapted several protective mechanisms against freezing and oxidative stresses. Many reactive oxygen species are likely generated in P. arctica as a result of reduced metabolic turnover rates. A previous study identified the pasod gene for superoxide dismutase from P. arctica using a series of PCR amplifications. Here, upon cloning into a His-tag fused plasmid, the sod gene from P. arctica (pasod) was successfully expressed by IPTG induction. His-tagged PaSOD was subsequently purified by $Ni^{2+}$-NTA affinity chromatography. The purified PaSOD exhibited a higher SOD activity than that of Escherichia coli (EcSOD) at all temperatures. The difference in activity between PaSOD and EcSOD becomes even more significant at 4$^{\circ}C$, indicating that PaSOD plays a functional role in the cold adaptation of P. arctica in the Arctic.
Epidermal growth factor(EGF) known as a urgastrone is a powerful mitogen with a wide variety of possibilities for medical usages. A mature EGF coding region was isolated from human prepro-EGF sequence by a conventional PCR and cloned into pQE vector in which the gene product was supposed to be expressed with 6$\times$His tag for the subsequent purification. The recombinant mature EGF was expressed in M15[Rep4], an Escherichia coli host strain, in amount of 30-40% of total proteins pressent in E. coli extract by the addition of isopropylthio-$\beta$-galactopyranoside (IPTG). The recombinant EGF purified using a Ni2+-NTA affinity colume chromatography was active in its ability to induce phosphorylation on tyrosine residues of several substrate proteins when murine NH3T3 and human MRC-5 fibroblast cells were stimulated with it. This work may provide the basic technology and information for the production of recombinant EGF.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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